超声诊断总论

超声诊断 总论 UltrasoundDiagnosis 超声诊断的概念 超声医学 属影像医学 X Ray CT MRI 放射性核素扫描 超声 是声学 医学和电子工程技术相结合的学科 涉及 医 理 工 凡研究高于可听声频率的声学技术 在医学领域中的应用 叫超声医学 包括 1 超声诊断学 是研究和应用超声的物理特性 用超声诊断仪检查人体 诊断疾病的非创伤性检查方法 发展快 迅速 2 超声治疗学 发展慢 临床地位相对次要 3 生物医学超声工程 医用超声仪器的研制 超声生物医学的研究 它从70年代以来开始发展 尤其是B超 至今 临床各科都离不开超声诊断 内 外 妇 儿 五官等 小器官如甲状腺 乳腺 眼 eg 肿瘤 对其诊断价值大能区分良 恶性无创性 能反复观察瓣膜病 常见为风心病 先心病 原来主要靠PE ECG MS 确诊靠心血管造影 有创 目前 定性诊断 100 定量诊断 房 室缺分流的情况 超声成像的基本知识 一 超声的定义及物理特性 一 超声的定义 声是由物体机械振动所产生 它在弹性介质中以压缩和驰张交替变化的纵波形式传播能量 单位 HZ 1HZ即每秒振动一次 1MHZ 兆赫 106HZ 声波频率 闻声波 人的听阈 20 20000HZ次声波 20000HZ 上限 医用超声波 1 10MHZ常用 2 5 7MHZ 7MHZ为高频 二 与超声有关的物理量频率 f 声波每秒振动次数 Hz 波长 声波在一个振动周期内所通过的距离 mm声速 C 声波在介质中单位时间内传播的距离 m s f C m s 人体软组织声速平均为1540m s 超声在介质中传播速度 固体最快液体 软组织次之气体最慢 当超声在人体软组织中传播时 由于C不变 f 故f与 成反比 临床上 超声探头频率越高 则波长越短 分辨率越高 穿透性越差 反之 超声探头频率越低 则波长越长 分辨率越差 穿透性越好 而临床上理想的仪器应是分辨率高 穿透性强的 即二者兼具的 浅表选 频率高的 如眼 甲状腺 乳腺等 深部选 频率低的 如肥胖者 内脏等 三 超声的物理特性 指向性 反射 折射 散射和绕射 吸收与衰减 分辨力与穿透力 多普勒效应 1 指向性 方向性 束射性 指向性是超声对人体器官定向探测的基础 医学上利用这一特性来寻找病灶和定位 2 反射 折射 散射和绕射 反射1 声阻抗 z 介质密度 声速 c 是指阻挡超声在介质中传播的力 Z 0 1 即可产生反射2 声阻抗差大 反射强 固体中z最大 软组织 液体次之 气体中最小 折射两种介质内声速不同可产生折射现象结果 导致入射声束的偏转 两种z不同的物体相接触形成一个界面界面尺寸 大界面界面尺寸 小界面当超声遇到大界面时产生反射 折射 入射声波的能量一部分在这个界面上被反射回去 另一部分被折射到下一介质中去 Z差越大 反射越强 折射 透射就越小 Z差越小 反射越小 折射 透射就越强 所以 在进行超声探察时 探头与皮肤的界面 z 1 会产生全反射 即超声波不能通过皮肤到达探测组织 故常用耦合剂使探头与皮肤间形成良好的透声道 并应垂直 不要一味节约耦合剂 超声波的入射 反射和折射示意图 超声遇到小界面时 发生绕射和散射 绕射 界面尺寸略小于超声波波长时发生散射 界面尺寸远小于超声波波长时发生 超声波的散射 遇界面远小于波长的微小粒子 超声波将产生散射 人体内的散射源为红细胞和脏器内的细微结构 超声波的绕射 目标大小约为1 2 或稍小 超声波将绕过该靶目标继续前进 很少发生反射 3 吸收与衰减 吸收 超声在介质中传播时 由于介质的粘滞性 导热性等因素 一部分声能不可逆的转换成其他形式的能量 使声波能耗损称为吸收 衰减 是指由于界面上的反射 折射 远场扩散和吸收 使声能随着传播距离而减弱的现象 衰减量 频率 深度频率高 衰减重 获得最佳图像 对深部组织超声探察时 用时间增益补偿 TGC 远场增益补偿后方能获得最佳图像 4 分辨力与穿透力 频率高 分辨好 穿透差频率低 分辨低 穿透强对应的临床应用 检测浅表器官 采用高频探头检测深部脏器 采用低频探头 5 多普勒效应 1830年 奥地利科学家观察到 火车面对人而来声越响 火车反向而去声越弱 得知相对运动时有频移发生 多普勒效应 声源遇到与其做相对运动的界面时 造成反射频率不同于发射频率的现象 多普勒频移 多普勒效应时 发射频率与反射频率之差 声源与接收体之间的相对运动引起声波频率发生改变的现象 频率的变化称为频移fdfd f f0 Vcos f0 cf0为入射超声频率f 为回声频率V为物体的运动速度C为声速cos 为运动方向与声束方向间的夹角 多普勒效应示意图 多普勒效应示例 运用超声的多普勒效应可以检测人体中的运动体 如 血流 瓣膜 心壁 血管壁 胎心等 eg 彩超 彩色多普勒血流显像 以彩色表示 血流朝向探头 红色血流背离探头 蓝色湍流 绿色 红 蓝混合 超声的概念 振动频率 20 000Hz的声波 超声波医用频率2 5 13MHz 常用2 5 5MHz 超声成像ultrasonograghy USG 定义 利用超声波的物理特性和人体组织器官的声学特性相互作用而产生的信息 经处理后形成图形和曲线 借此进行疾病诊断的一种物理检查方法 超声波的特点和优点 USG特点 对软组织的分辨能力强信息的显示有多种方法USG优点 无损伤 无痛苦 无辐射实时 快捷 准确 方便 超声发展概况 40年代探索阶段50年代A型 M型超声仪70年代灰阶实时超声 B型 双功能超声仪 B型 频谱 80年代彩色多普勒超声仪 B型 彩色 频谱 90年代新技术 超声造影 谐波成像 超高频探头 三维超声等 血流信息获取 V 血流速度C 声速cos 血流与探头间夹角 cos 900 血流迎向探头 fd为正值称为正性频移cos 900 血流远离探头 fd为负值称为负性频移 夹角对fd值的影响 超声波的发射与接收 超声诊断仪由探头 换能器 和主机构成超声波的发射与接收均由换能器来完成发射 电讯号 换能器 超声波 逆效应 接收 反射波 换能器 电信号 正效应 逆压电效应示意图 发射超声 正压电效应示意图 超声成像的基本原理 声阻抗特性声衰减特性多普勒效应 人体组织的声学特征 无回声 无反射型 胆汁 尿液 血液低回声 少反射型 肝 脾强回声 多反射型 血管壁 结石极强回声 全反射型 肺 胃肠道 常用超声诊断术语及临床意义 无回声区 病灶内声波穿透性良好 不产生衰减 常伴有后方回声增强 可见于各种囊肿 胸腹水 血管管腔等 低回声区 在二维图像上显示为暗淡的点状回声区 多种实性占位性病变均显示为低回声区 尤以恶性肿瘤多见 等回声区 病灶与周围组织的回声强度一致或近似 与邻近组织不易区分 给诊断带来一定困难 如显示为等回声的肝癌 强回声 在声像图上显示为极亮的点状或团块回声 各种结石 骨骼 金属异物等均为强回声 回声类型 肝 胆汁 胆囊壁 超声成像的检查方法 基本检查方法 A型 M型 B型 D型 型 超声示波法 机理 以波幅变化反映回声情况特点 一维波形图 不直观用途 鉴别液 实性包块 测距目前临床不再使用 A型超声实例 型 超声扫描法 机理 以单声束取样 获得活动界面回声 再以慢扫描方式展开特点 一维 时间运动曲线图用途 分析心脏和大血管的运动幅度 M型曲线图 型 超声显象法 机理 不同的光点反映回声变化 用切面显示正常组织与异常组织特点 二维断面图像 灰阶 彩阶实时显示 直观用途 及其广泛 肝脏B超 心脏B超 D型 超声多普勒法 机理 利用Doppler原理对心血管内血流进行探测分析频谱多普勒 PW CW 以频谱曲线显示 检测血流动力学参数彩色多普勒血流显像 CDFI 彩色编码实时显示血流方向 速度及血流性质 彩色多普勒血流显像 ColorDopplerflowimaging CDFI 或彩色多普勒显像 ColorDopplerimaging CDI 主要是利用血液中的红细胞对声波的散射 产生多普勒效应 经伪彩色编码技术 在二维图像上显示彩色血流影像 通常设定流向探头的血流为红色 背离探头的血流为蓝色 彩色多普勒血流显像 ColorDopplerflowimaging CDFI 或彩色多普勒显像 ColorDopplerimaging CDI 彩色多普勒超声诊断仪同时具备频谱多普勒 SpectralDoppler 功能 可在彩色图像上定点取样 显示多普勒频谱图 并听取多普勒信号音 彩色多普勒超声的临床意义 判断血流的方向及性质 层流 湍流或涡流 测定血流速度及各种指数 RI阻力指数 PI脉动指数 TAMXTAMX为时间最大平均血流速度 在心血管疾病的诊断中 测定是否存在分流与反流 并定量估测 VMAX VMIN VMAX VMIN VMAX 彩色多普勒超声的临床意义 判断血管是否狭窄或闭塞 是否有血栓形成 检测肿瘤内血管 为鉴别肿瘤的良恶性提供参考 移植肾排异反应的判断 二尖瓣血流CDFI 二尖瓣血流 PW 超声探头与扫查方式 常规探头 扇型 线阵型 凸弧型专用探头 腔内探头 食管 直肠 阴道 术中探头穿刺探头 探头类型 超声扫查方式示意图 凸弧型探头扫查 凸弧型B超切面 扇型探头扫查 扇型探头B超切面 线阵型探头扫查 线阵型B超切面 图像记录和保存方式 照片波拉一次成像热敏打印记录录像磁光盘计算机工作站 超声检查方法 体位 仰卧位 侧卧位 半卧位 站立位途径 体表 腔内 术中 探头表面涂布耦合剂 超声检查前准备 根据检查部位的不同而不同 腹腔脏器 空腹 盆腔脏器 膀胱充盈 心脏 忌服影响心肌收缩力的药物 表浅器官及外周血管 无须特殊准备 超声成像的临床应用 确定占位病变的物理性质检查脏器的形态 大小及结构测定心功能检测血流监测胎儿生长发育检测积液随访 介入 术中US健康体检 防癌普查等 四 超声检查的主要用途 1 能检测实质性脏器的大小 形态2 囊性器官的形态3 心血管的结构 功能4 鉴别占位性病变的物理性质5 检测积液6 介入性超声的应用7 各种病变的随访 超声成像的局限性 图象易受气体和皮下脂肪的干扰对骨骼 肺 肠道的检查受到限制伪像干扰图象显示范围较小 常用超声诊断术语及临床意义 无回声区 病灶内声波穿透性良好 不产生衰减 常伴有后方回声增强 可见于各种囊肿 胸腹水 血管管腔等 低回声区 在二维图像上显示为暗淡的点状回声区 多种实性占位性病变均显示为低回声区 尤以恶性肿瘤多见 等回声区 病灶与周围组织的回声强度一致或近似 与邻近组织不易区分 给诊断带来一定困难 如显示为等回声的肝癌 强回声 在声像图上显示为极亮的点状或团块回声 各种结石